Сталь
Иллюстрации
Реферат
СТАЛЬ, содержагдая углерод, марганец, кремний,хром, никель, молибден , ванадий, титан, азот, кальций и железо, отличающаяс я тем, что, с целью повышения жидкотекучести,прокаливаемости и усталостной прочности при сохранении механических свойств и горячей прочности , она дополнительно содержит медь и алюминий при следующем соотношении компонентов, мае,: Углерод Марганец Крений Хром Никель Молибден Ванадий Титан Азот Кальций Медь Алюминий Железо Остальное to ел ел ю
„„SU„„1025752
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
СР
М
Сл 3
Оч
ЬЭ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ИЙ (21) 3367941/22-02 (22) 23. 12. 81 (46) 30.06.83.Бюл. Н 24 (72) С.М.Белокуров, В.Л.Шагалов, В.В.Вербов, И.М.Фетисов, А.И.Квасов, В.В.Головченко, С.С.Львова, Г.А.Чередник, Ф.И.Нечепоренко и R.M.Äîðoôå. ев (71) Центральный научно-исследова-i тельский институт материалов и технологии тяжелого и транспортного машиностроения, Производственное обьединение "Ново-Краматорский машино-. строительный завод" и Производствен" ное обьединение "Электростальтяжмаш" (53) 669.15-194 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР
Ю 657081; кл. С 22 С 38/16. 1977.
2. Авторское свидетельство СССР.
М 727706, кл. С 22 С 38/50, 1978. (54)(57) СТАЛЬ, содержащая углерод, марганец, кремний, хром, никель, моg.сю С 22 С 38/50; С 22 С 38/58 либден, ванадий, титан, азот, кальций и железо, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью повышения жидкотекучести,прокаливаемости иусталостной прочности при сохранении механическйх свойств и горячей прочности, она дополнительно содержит медь и алюминий при следующем соотношении компонентов, мас.Ф:
Углерод 0,30 - 0,50
Марганец 0,40 - 1,50
Крений 0,20 - 0,60
Хром 0,01 — 1,20
Никель 0,05 - 0,80
Молибден 0,03 — 0,20
Ванадий 0,05 - 0,15
Титан 0,006 - 0,035
Азот 0,005 - 0,03
Кальций 0,001 - 0,010
Медь 0,05 - 0,60
Алюминий 0,01 - 0,06
Железо ОсталЬное
Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для приготовления широкой номенклатуры сложных фасонных отливок металлургического, горного и других видов оборудования, выпускаемого предприятиями тяжелого машиностроения,черной металлургии, экскаваторостроения, а также производства кузнечных слитков.
Известна сталь f1), содержащая, вес.3:
Углерод 0,03 - 0,20
Марганец 0,g — 2.,0
Кремний 0,03 — 0,15
Ванадий О, 05 — 0,20
Ниобий 0,01 — 0,10
Азот О, 1 — 0,03
Алюминий 0.005 — 0,05
Медь 0 05 - 0 40
Кальций 0,001 - 0,03
Железо Остальное
Указанная сталь вполне удовлетворяет требованиям предъявляемым к сталям, используемым для изготовления ответственных фасонных отливок, в то же время с точки зрения технологичности, прокаливаемости и эксплуатационной стойкости в условиях знакопеременных нагрузок при наличии концентраторов напряжений она не отвечает современным требованиям.
Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является сталь (2J, содержащая мас,4:
Углерод 0,30 — 0,40
Кремний 0,20 — 0,60
Марганец 0,40 — 1,20
Хром 0,93 — 1,20
Ванадий 005 - 0,1
Никель 0,05 — 0,30
Молибден 0,07 — 0,20
Титан O,006 — 0,05
Азот 0,005 - 0,02
Кальций 0,001 - 0,05
Железо Остальное
Известная сталь имеет высокий уровень физико-механических и технологических свойств,в том числе и износостойкость, в то же время она имеет недостаточные жидкотекучесть, усталостную прочность, прокаливаемость, что приводит к повышенному браку при изготовлении тонкостенных и сложных по конфигурации отливок, а также является причиной преждевременного выхода из строя узлов и агрегатов машин из-за неудовлетворительной надежности и низкой долговечности литых деталей.
Цель изобретения - повышение жидкотекучести, прокаливаемости и уста лостной прочности при сохранении механических свойств и горячей прочности.
Поставленная цель достигается тем, что сталь, содержащая углерод, марганец, кремний, хром, никель, молибден, ванадий, титан, азот, кальций и железо, дополнительно содержит медь и алю. миний при следующем соотношении компонентов, мас. 1:
Углерод 0,30 - 0,50
Марганец 0,40 - 1,50
Кремний 0,20 — 0,6Р
Хром 0,81 - 1,20
Никель 0,05 — 0,80
Молибден 0,03 — 0,20
Ванадий 0 05 — 0,15
Титан 0,006 — 0,035
Азот 0,005 — 0 03
Кальций 0,001 — 0,010
Медь 0,05 — 0,60
Алюминий O,01 — 0,06
Железо Остальное
В качестве примесей сталь может содержать серу до 0,050 мас.1 и фосЗО фор до 0,050 мас. 1.
Химический состав и свойства предлагаемой и известной сталей представлены в табл.1-4.
Приведенные в табл.1-4 данные
З показывают, что предлагаемая смесь наряду с высокими механическими свой. ствами, повышенными по сравнению с известной сталью показателями жидкотекучести и трещиноустойчивости имеет
10 значительно большую прокаливаемость, Высокая прокаливаемость является очень важным показателем для сталей, что многие изготавливаемые детали (шестерни, зубчатые венцы, колеса и
gg др.) подвергаются закалке токами высокой частоты для получения износостойкого поверхностного слоя, Предлагаемая сталь обладает высокими характеристиками усталостной п прочности, что имеет большое значе- . ние в YclloBUIRx знакопеременных нагрузок и концентраторов напряжений, каковыми являются имеющиеся в сталях литейные дефекты. Наряду с повышенными значениями предела выносливости на гладких образцах предлагаемая сталь имеет преимущество по сравнению с известной и по значению предела выносливости образцов с надрезом. Об
Таблица 1
Состав стали, Ф (1 T () (Сталь
С Мп Si Cr Ni Ho,V Ti
Известная
0,36 0,92. 0,36 1,03 0,10 0,12 0,10 0,02
Предлагаемая
0,30 0,40 0,20 1,20 0,80 0,03 0,15 0,0Î6
0,50 1,50 0,60 0,81 0,05 0,20 0,05 0,035
0,36 1,12 0,36 0,88 0,21 0,08 0,08 0,018
0,38 1,09 0,32 0,94 0,25
0,10 0,06 . 0,020
0,30 0,40 0,20 0,81 0,05,0,03 0,05 0,006
0,50 1,50 0,60 1,20 0,80 0,20 0,15 0,035
Продолжение табл, 1
Состав стали, Ф
Сталь
М Са Cu Ai S Р Fe
0,010 0,003 известная
0,023 0,024 Остальное
0,005 0,001 0,60 0,060 0,021 0,025 Остальное
0,030 0,010 0,05 0,010 0,024 О, 027 Остальное
0,020 0,003 0,30 0,035 0,022 0,022 Остальное
0,012 0,008 0,24 0,042 0,025 0,028 Остальное
0,005 0,001 0,05 0,010 0,026 0,028 Остальное
0,030 0,010 0,60 0,060 0,020 0,023 Остальное
:3 1025752 4 этом же свидетельствуют и величины Внедрение предлагаемой стали позэффективного коэффициента концентра- волит снизить себестоимость одной ции напряжений (К ) при радиуседна раз- тонны стали, годовой экономический реза 0 5 мм (теоретический коэффициент эффект от внедрения при объеме концентрации напряжений я(2,0) и > производства 16000 т составит
0,25 мм(dc/ 3,2),см.табл.1 и 4. 129120 руб.
1025752
Т а б л и ц а 2
Ф
Механические свойства
Состав г
KCV, кгс м/см, при т 2 кгс/мм
2 кгс/мм
+20
1.(извест- 74,2 ный) 16,2 33,8 7,0
2,2
76,8
2,9
89,4
104, 2
2,2
95,4
79,2
2,7
81,3
96,8
2,6
91,4
106,5
73,2
2,1
92,5
+ Ф
Термическая обработка — закапка при 900-920 С в масло и отпуск при 650 С.
Таблица 3
Литейные свойства
Состав
Предел горячей прочности, кгс/мм, при
Высокотемпературная деформационная способность, 4 при
Жидкотекучесть, мм
1380 1330
1 (известная) 361/518
2,84
2,20
1,15
0,,72
0,80
2,98
2,46
1,18
0,,70
2,92
1,26
0,,79
2,52
3,02
2,56
0,82
1,34
2,96
0,78
2,34
3,28
0,72
Проба Нехендзи-Сама рина/Спираль Кери
377/542
379/550
385/556
388/558
365/528
392/575
18„4 39,2 8,2
160 «2 4 63
17,8, 39,4 7,9
17,6 37 2 7,,8
18,0 36,0 8,8
152 31 3 62
1025752
Таблица 4
Глубина полумартенситной зоны мм (метод торцовой закалки,цжомини) „ = 2,0
g>=32 б, °
1 кгс/мм
Состав
6 к1 кгс/мм
6i, кгс/мм К
К6
23,0 1,42
1 (известный) 33,0
15 5
2,13
24,6 1,40
23,2 1,63
34,5
16,2
2,13
37,8
15,0
2,52
35,4
25,4
1,39
17,0
2,08
25,6
36,2
1,41
16,5
2,19
1,43
15,8
23,5
33,5
2,12
7 Ф
1,66
14,4
22 9
38,0
2,64
Заказ 4502/21 Тираж 627 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и откоытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4
Составитель C.Äåðêà÷åâà
Редактор Ю.Ковач Техред Т.Фанта Корректор В. Гирняк